Понятие коллекторов сеток

Сетки объемные

· Вопрос построения сеток – один из важнейших во всем курсе. В дальнейшем мы будем рассматривать тепловые, прочностные, газодинамические и др. задачи. Каждая из них будет иметь свою специфику, но общим у всех будущих анализов будет построение КЭ сетки. И очень скоро вы выясните, что многие проблемы, возникающие уже на этапе решения системы уравнений, являются следствием неправильного построения сеток. Поэтому формированию КЭ сеток мы будем уделять очень большое внимание.

· Вы должны быть готовы к тому, что анализ на микроуровне – это задача очень размерная, и даже в курсе учебных лабораторных работ вы можете чрезвычайно её усложнить. Именно этап формирования КЭ сетки в итоге и определит размерность вашей задачи.

· С самого начала вы поймете, что КЭ сетка не бывает одинаковой внутри исследуемого объекта. Требуемая точность и разумные соображения о размерности задачи приводят к тому, что внутри исследуемого объема размер конечного элемента может меняться. Более того, для объемных, поверхностных или стержневых задач применяются совершенно разные КЭ сетки. При подготовке анализа можно варьировать и тип конечного элемента, и число узлов в нем (рис.1 – рис. 3).

Рис.1 рис.2 рис.3 рис.4 рис.5

· Сформированная сетка впоследствии может применяться для разных анализов, Например, вы сформировали сетку для своей мастер – модели. Выполнили с помощью этой сетки прочностной анализ и посмотрели результаты. А затем вы можете применить эту же сетку для теплового анализа той же мастер модели.

· Сформированная сетка сама по себе уже представляет собой большую ценность, даже если вы ещё никак её не применили.

Даже для анализа одного типа (например, для прочностного анализа) вы можете сформировать разные сетки, и сравнивать результаты, полученные с применением каждой из них.

Однажды построенные КЭ сетки сложных объектов не выбрасываются. Их архивируют, в надежде на то, что впоследствии их можно будет ещё неоднократно применить.

· Формирование сеток осуществляется в режиме FEM. При формировании сеток в режиме FEM мы пользуемся средней пиктограммой (рис. 4). Эта пиктограмма предоставляет большой список для построения различных сеток (рис.5).

· В дальнейшем, мы по отдельности рассмотрим формирование сеток для объемных (3D), поверхностных (2D), и стержневых (1D) задач.

· Кроме этих, самых употребимых конечно – элементных сеток, в системе применяются и специальные КЭ, о которых мы также в свое время поговорим.

Понятие коллекторов сеток

· Вообще, в проекте, кроме коллекторов сеток могут присутствовать и другие коллекторы. Например, коллекторы соединений. Можно сказать, что термин коллектор обозначает некоторый раздел в НС, в котором собраны все характеристики о сетках, о соединениях и др.

· Если говорить о КЭ сетках, то в НС могут присутствовать такие разделы: 3D коллекторы, 2D коллекторы, 1D коллекторы.

· Внутри этих разделов присутствует информация:

Ø О материале, о толщине, о форме сечения (круглое, квадратное) КЭ. Собственно, именно эта информация и называется коллектором сетки.

Ø Информация о типе КЭ (объемный или поверхностный, сколько вершин, сколько узлов).

Рис.10 рис.11 рис.12 рис.13

· Например, на рис.10, в разделе 2D коллекторы, присутствуют 4 строки.

Ø Строки с именами Shell_Mart_Al2, Shell_Mart_Al4, Shell_Mart_St2 – это строки разных 2D коллекторов. В них хранится информация о различных материалах и толщинах тех оболочек, которые мы собираемся анализировать.

Ø Строка с именем 2d_mapped_mesh(1) – это строка, в которой хранится информация о типе КЭ поверхностной сетки (4-хугольный элемент, средний размер КЭ - 12 мм, и пр.)

· Удобство такого разделения информации о сетках состоит в том, что строку одной и той же сетки (2d_mapped_mesh(1) ) вы можете перетаскивать из одного 2D коллектора в другой (рис.11, 12). И, таким образом, быстро менять варианты анализа: сетка одна, а материалы разные. Этот принцип мы станем применять в дальнейшем и по отношения к 3D и 1D сеткам.

· Вы можете сначала создать сетку, а потом назначить материал и иные параметры. То есть, сначала создать сетку, а потом - коллектор для неё. Но лучше сначала сразу создать несколько коллекторов, а потом – сетку, или несколько сеток.